Какова амплитуда силы тока в цепи переменного тока с частотой 50 Гц, включающей последовательно соединенное активное сопротивление в кОм и конденсатор с емкостью С = 1 мкФ, если эффективное значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, составляет
Тимур
Для решения этой задачи мы будем использовать формулу для расчета амплитуды силы тока в цепи переменного тока.
Амплитуда силы тока определяется как отношение амплитуды напряжения к амплитуде сопротивления, и вычисляется по формуле:
\[ I = \frac{U}{Z} \]
где
\( I \) - амплитуда силы тока,
\( U \) - амплитуда напряжения,
\( Z \) - амплитуда комплексного сопротивления,
Для нахождения амплитуды комплексного сопротивления цепи, нам необходимо сложить амплитуды сопротивления активного элемента и сопротивления, вызванного конденсатором.
Амплитуда активного сопротивления равна самому сопротивлению, поэтому:
\[ R = 1 \ кОм = 1000 \ Ом \]
(выразили КилоОм в Омы)
Амплитуда сопротивления, вызванного конденсатором, может быть найдена по формуле:
\[ X_c = \frac{1}{\omega \cdot C} \]
где
\( X_c \) - амплитуда реактивного сопротивления конденсатора,
\( \omega \) - угловая частота,
\( C \) - ёмкость конденсатора.
Угловая частота определяется формулой:
\[ \omega = 2 \pi f \]
где
\( f \) - частота переменного тока.
Подставляя значения в формулу, получаем:
\[ \omega = 2 \cdot 3.14 \cdot 50 \ Гц \approx 314 \ рад/с \]
(выразили Герцы в радианы в секунду)
Подставляя значения \( \omega \) и \( C \), получаем:
\[ X_c = \frac{1}{(314 \ рад/с) \cdot (1 \ мкФ)} \]
Вычисляя это, получаем:
\[ X_c \approx 3.18 \ Ом \]
Теперь, используя полученные значения сопротивления, \( R \), и реактивного сопротивления, \( X_c \), мы можем рассчитать амплитуду комплексного сопротивления цепи:
\[ Z = \sqrt{R^2 + X_c^2} \]
Подставляя значения, получаем:
\[ Z = \sqrt{(1000 \ Ом)^2 + (3.18 \ Ом)^2} \]
\[ Z \approx 1000.32 \ Ом \]
Теперь, используя значения амплитуды напряжения и комплексного сопротивления, мы можем рассчитать амплитуду силы тока:
\[ I = \frac{U}{Z} \]
Подставляя значения, получаем:
\[ I = \frac{U}{1000.32 \ Ом} \]
Ответ: амплитуда силы тока в данной цепи составляет \( \frac{U}{1000.32 \ Ом} \).
Амплитуда силы тока определяется как отношение амплитуды напряжения к амплитуде сопротивления, и вычисляется по формуле:
\[ I = \frac{U}{Z} \]
где
\( I \) - амплитуда силы тока,
\( U \) - амплитуда напряжения,
\( Z \) - амплитуда комплексного сопротивления,
Для нахождения амплитуды комплексного сопротивления цепи, нам необходимо сложить амплитуды сопротивления активного элемента и сопротивления, вызванного конденсатором.
Амплитуда активного сопротивления равна самому сопротивлению, поэтому:
\[ R = 1 \ кОм = 1000 \ Ом \]
(выразили КилоОм в Омы)
Амплитуда сопротивления, вызванного конденсатором, может быть найдена по формуле:
\[ X_c = \frac{1}{\omega \cdot C} \]
где
\( X_c \) - амплитуда реактивного сопротивления конденсатора,
\( \omega \) - угловая частота,
\( C \) - ёмкость конденсатора.
Угловая частота определяется формулой:
\[ \omega = 2 \pi f \]
где
\( f \) - частота переменного тока.
Подставляя значения в формулу, получаем:
\[ \omega = 2 \cdot 3.14 \cdot 50 \ Гц \approx 314 \ рад/с \]
(выразили Герцы в радианы в секунду)
Подставляя значения \( \omega \) и \( C \), получаем:
\[ X_c = \frac{1}{(314 \ рад/с) \cdot (1 \ мкФ)} \]
Вычисляя это, получаем:
\[ X_c \approx 3.18 \ Ом \]
Теперь, используя полученные значения сопротивления, \( R \), и реактивного сопротивления, \( X_c \), мы можем рассчитать амплитуду комплексного сопротивления цепи:
\[ Z = \sqrt{R^2 + X_c^2} \]
Подставляя значения, получаем:
\[ Z = \sqrt{(1000 \ Ом)^2 + (3.18 \ Ом)^2} \]
\[ Z \approx 1000.32 \ Ом \]
Теперь, используя значения амплитуды напряжения и комплексного сопротивления, мы можем рассчитать амплитуду силы тока:
\[ I = \frac{U}{Z} \]
Подставляя значения, получаем:
\[ I = \frac{U}{1000.32 \ Ом} \]
Ответ: амплитуда силы тока в данной цепи составляет \( \frac{U}{1000.32 \ Ом} \).
Знаешь ответ?